Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Возбужденный светом электрон спустя некоторое время рекомбинирует— возвращается в заполненную зону, скорость рекомбинации возрастает по мере увеличения концентрации фотогенерированных электронов. Поскольку скорость генерации носителеИ постоянна при неизменном потоке излучения, а скорость рекомбинации возрастает, через определенные промезкутки времени интенсивность рекомбинации становится равной интенсивности генерации новых фотоэлектронов. Наступает равновесное состояние, характеризующееся стационарным значением проводимости. При прекращении освещения носители тока рекомбинируют не мгновенно, поэтому фотопроводимость сохраняется еще спустя некоторое время. Это означает, что нарастание н спад фотопроводимости происходят не мгновенно, а являются процессамн инерционными. Инерционность фотопроводника зависит от его химического сог|пва, конструкции, а так ке от значения воздействующего на фопп~рпподник светового потока. Фототок т, обусловленный внешним 118 ЧАСТЬ П.
Принципы построения преобразователей фотоэффектом, связан с освещенностью Е: где й — коэффициент пропорциональности: >3 — — величина, зависящая от хилличес>гого состава и конструкции фотопроводника, ее значение обычно лежит в пределах 0,5...1. Фототок прп внутреннем фотоэфг)>ектс зависит от спектрального состава воздейству>ошего излучения. Энергия светового излучения Йи долясна быть достаточной для перевода электрона из заполненной зоны в зону проводимости. Длнна волны, при котороИ начинается фотоэффект, называется красной границей фотоэффекта, По мере уменьшения длин волн и соответственно увеличения Йи излучение воздействует на все большее число электронов заполненной зоны, и фогозфг)>ект усиливается.
Конкретные спектральные характеристики фотопроводящ>их лпишепей определяются свойствами вещества слоя и конструктивными особенностями фотомишени. Конструкция и принцип действия. Видико>л отличается про- стотоИ конструкции, небольшими размерами и массой и является вы- соконадежноИ и дешевой передающей трубкой. Трубки типа видикон (рис. 6.1,а) содернсат два основных узла: фотомишень и электронный прожектор, создающиИ коммутирующий пучок. Фотомишень 1 состоит из фотослоя и сигнальной пластины. Последняя представляет собоИ тонкий проводящий прозрачныИ слоИ золота, платины или окиси олова, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянной пластины (планшайбы). Прозрачность сигнальной пластины превышает 90 %, Поверхностное сопротивление 200 Ом см.
Выводом сигнальной пластины служит металлическое кольцо, вваренное между планшайбой и колбой трубки. На сигнальную пластину испарением в вакууме нанесен фотослой толщиной 1...3 мкм из материала, обладающего фотопроводимостью, в качестве которого используются соединения сурьмы, селепа, мышьяка, серы. Материал, из которого изготовлена мишень, а также его толщина определяют чувствительность, спектральную характеристику и инерционность видикона. Поэтому выбор материала полупроводника зависит от тех характеристик, которыми должен обладать конкретный тип видикона, т.е. от назначения передающей трубки.
Электронно-оптическая система видикона содержит электронный прожектор и мелкоструктурную выравнивающую сетку 5, помещенную перед ц>ото>>ишенью. Прожектор состоит из оксидного подогргвпого катода з, управляющего электрода 3, первого 4 и второго 5 анодов. Второй анод создает эквипотепциальную область, в которой >х.ушгствляются фокусировка и отклонение развертывающего луча. 1!соч пцплм> выравнивающей сетки 6 в 1,5-2 раза превышает напряженно второго анода.
что обеспечивает подход электронов ко всей поверхности с)>отомишепи под прямым углом. Это позволяет ил>еть рави»л>грцу>о фокусировку луча и одинаковый исходный потенциал на ГЛАВА б. Телевизионные преобразователи свет — сигнал а! б! Рис. 6.1. Видикон: а — устроистео трубки; б — эквивалентная схема мишени всей поверхности мишени, что является одним из условиИ получения равномерного сигнала по полю изображения.
Фокусировка, отклонение и коррекция траектории развертывающего луча осуществляются внешней магнитной системой, состоящей из длинной фокусирующей' ФК, отклоняющих ОК и корректирующих КК катушек. Процесс образования сигнала изображения в видиконе может быть пояснен с помощью его эквивзлентноИ схемы (рис.
6.1,б). На этой схеме каждый элементарный участок фотопроводящей мишени представлен в виде емкости С.„ конденсатора, образованного элементами сигнальной пластины и правой стороны мишени. Емкость шунтирована резистором, сопротивление Л, которого изменяется в зависимости от освещенности этого участка. При проекции на мишень трубки оптического изобра кения распределение освещенности на ее поверхности вызовет соответствуаощее распределение сопротивлениИ, т.е. рельефу освещенности мишени будет соответствовать рельеф сопротивлений.
Темповое удельное сопротивление фотопроводника моакет быть очень велико (порядка 10ш Ом см). При максимальном освещении сопротивление мишени уменьшается примерно в 100 раз. При «развертке» фотомишени коммутирующим (считывающим) лучом ее поверхность приобретает потенциал, определяемый режимом бомбардировки мишени. Трубка может работать в рехсиме медленных и быстрых электронов. Чаще используется режим медленных электронов.
В режиме развертки медленными электронами потенциал правой стороны фотомишенн приобретает в момент коммутации потенциал катода. Потенциал сигнальной пластины подцерживаа тся постоянным, поэтому «под лучом» элелаентарные конденсаторы С, заряжаются до напряжения бг,„. При проекции на мишень оптин ского изображения сопротивления В, шунтирующие элементарные конденсаторы С, изменяются, так как В, = ДЕа), где Е, — освещен-' шн-ш, ела ментарного участка. При этом наиболее освещенным элеан нтлм л~ншепн соответствует наименыпее сопротивление и, наобо- 180 т1АСТЬ П. Принципы построения преобразователей рот, темным участкам мишени — паибольшес сопротивление.
В период между двумя коммутациями (длительность кадра) конденсаторы С, разря.каются через резистор В с постоянной времени тр — — С,1т',. Чем сильнее освещен участок мишени, тем меньше В и быстрее разряжается С,. При этом потенциал обкладок конденсаторов С,, обращенных к лучу, увеличивается, приближаясь в пределе (в наиболее освещенных участках мишени) к потенциалу сигнальной пластины. На неосвещенных участках мпшспп он остается практически раиным нулю. Таким образом, на поверхности мишени, обращенной к лучу, создается потенциальныИ рельеф — распределение потенциалов, соответству1ощее распределю ~ шо освещенности по поверхности мишени.
Телевизионный сиппчл образуется при последовательном прохождении (коммутацпн) участков поверхности мишени электронным лучом, выравнивающим потенциальный рельеф, образовавшийся на правой стороне мишени. При этом на освещенных участках мишени, имеющих более полозкительный потенциал, освлсдается значительная часть электронов.
А от неосвещенных участков поверхности мишени, потенциал которых примерно равен нулю, электронный луч, отразившись, возвращается обратно. Выравнивание потенциального рельефа приводит к дозаряду элементарных конденсаторов С,. Причем ток дозаряда протекает в цепи сигнальноИ пластины через В„ и Сз в направлении, указанном стрелкой (см. рис.
6.!,б), и является током сигнала. Освещенным, слабо освещенным и неосвещенным участкам мишени будут соответствовать разные токи дозаряда, которые, протекая через Й„, при последовательной коммутации участков мишени электронным лучом, образуют сигнал изображения. Характеристики видикона. Спектральная характеристика видикона определяется свойствами фотомишени. Имеются видиконы, чувствительные к инфракрасному, видимому, ультрафиолетовому и рентгеновскому излучениям.
Спектральные характеристики некоторых типов видиконов изображены на рис. 6.2. Здесь 5(Л)— спектральная чувстнительность трубки, определяемая как отношение тока сигнала 1,(Л) к его максимальному значению 1,(Л)„,„„. Световая характеристика видикона определяется зависилюстью с)ютопроводимости мишени от ее освещенности: Л = 1(Е) н зарядом элементарного конденсатора С,. Заряд при прочих равных условиях зависит от напрязкения на сигнальной пластине У,„, в связи с чем световые характеристики видикона обычно приводят для различных значений У,„(рис.
6.3). Приведенные на рис. 6.3 характеристики соответствуют максимальной чувствительности (при У,„1), среднеИ чувствительности (У,„з) и минимальной чувствительности, обы пю нспользуемоИ в телекипопроекцин (У,яз). Из рисунка следует, что зависимость ~с = 1'(Е) для трубки видикон нелипеИна, причем по1нпсйность различна для различных напряжений на сигнальной плясе нпе В приведенном примере у изменяется в пределах 0,6...0,8. 1'21 ГЛАВА В. Телевизионные преобразователи свет — сигнал 5,% 100 н, ыкА 0,3 0,2 0,1 0,05 80 60 40 20 0,02 0,01 нь1 0,1 0,2 1 2 10 20 100200 Е, лк 0 350 400 450 500 550 600 650 700 Л, Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
